(57)【要約】【課題】  焼酎蒸留廃液の有効活用を図ることができる鋼材用表面処理剤の提供。【解決手段】  焼酎蒸留廃液を固液分離処理して得た分離廃液を鋼材用表面処理剤として用いるようにした鋼材表面処理方法であって、鋼材の表面処理作業に際し、分離廃液をスパッタ付着防止液、除油液、除錆液、防錆液として鋼材表面に塗布させる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼酎蒸留廃液を固液分離処理して得た分離廃液であることを特徴とする鋼材用表面処理剤。
【請求項２】
前記分離廃液が濃縮処理されている請求項１記載の鋼材用表面処理剤。
【請求項３】
焼酎蒸留廃液を固液分離処理して鋼材用表面処理剤としての分離廃液を得ることを特徴とする鋼材用表面処理剤の製造方法。
【請求項４】
前記分離廃液を濃縮処理させる請求項３記載の鋼材用表面処理剤の製造方法。
【請求項５】
焼酎蒸留廃液を固液分離処理して得た分離廃液を鋼材用表面処理剤として用いるようにした鋼材表面処理方法であって、
鋼材の溶接作業に際し、分離廃液をスパッタ付着防止液として予め鋼材表面に塗布させることを特徴とした鋼材表面処理方法。
【請求項６】
焼酎蒸留廃液を固液分離処理して得た分離廃液を鋼材用表面処理剤として用いるようにした鋼材表面処理方法であって、
鋼材表面に付着している防錆油を除去させる除油作業に際し、分離廃液を除油液として鋼材表面に塗布させることを特徴とする鋼材表面処理方法。
【請求項７】
焼酎蒸留廃液を固液分離処理して得た分離廃液を鋼材用表面処理剤として用いるようにした鋼材表面処理方法であって、
鋼材表面に付着している錆びを除去させる除錆作業に際し、分離廃液を除錆液として鋼材表面に塗布させることを特徴とする鋼材表面処理方法。
【請求項８】
焼酎蒸留廃液を固液分離処理して得た分離廃液を鋼材用表面処理剤として用いるようにした鋼材表面処理方法であって、
鋼材表面に錆が発生するのを防止させるための防錆作業に際し、分離廃液を防錆液として鋼材表面に塗布させることを特徴とする鋼材表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼酎蒸留廃液を利用した鋼材用表面処理剤及び鋼材用表面処理剤の製造方法並びに鋼材表面処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸留酒の一種である焼酎は、麦、米、蕎麦、粟、きび、稗、さつま芋、馬鈴薯、さとうきび、とうもろこし、コーリャンなどの穀物原料を糖化して酵母を添加し、アルコール発酵させたもろみを絞って得られる酒成分をさらに蒸留して得られる伝統的な酒であり、焼酎の特徴として、発酵だけを行う醸造酒に比べて、焼酎の製造工程で排出される焼酎蒸留廃液中に含まれる水分量が多くなる。これにより、全国の焼酎製造業者は、一日に数十トンともいわれる焼酎蒸留廃液の処理に悩まされている。
【０００３】
ここで、焼酎蒸留廃液は、焼酎もろみを蒸留した後の蒸留釜に残る残渣のことであり、焼酎粕とも言われ、含まれる成分としては、大部分が原料である麦、さつま芋、米等に由来するものである。
即ち、原料中の繊維，タンパク質，灰分，脂肪，そして一部発酵しきれずに残る糖分等からなり、他に麹菌，酵母菌等の菌体や、それらが生成したクエン酸を主体とする有機酸、アミノ酸、ビタミンをはじめとする有効成分を多く含むものである。
【０００４】
こうした焼酎蒸留廃液は、悪臭を有して腐敗するために産業廃棄物として取り扱われており、具体的な処分方法としては、現在、国際的に問題化している海洋投棄により処分されている。なお、その処分量は九州内だけでも年間百万トン以上にもおよぶ。
【０００５】
一方、焼酎蒸留廃液はタンパク質等の栄養成分を含んでおり、豚，肉用牛，乳牛の飼料として、また田畑作物への肥料としての有効活用が従来より行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２８６０６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、焼酎蒸留廃液の一部は有効活用が行われているものの、その大部分は産業廃棄物として廃棄されており、焼酎蒸留廃液の有効活用が改めて着目されている。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであって、焼酎蒸留廃液の有効活用を図るべく、焼酎蒸留廃液を利用した鋼材用表面処理剤及び鋼材用表面処理剤の製造方法並びに鋼材表面処理方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明（請求項１）の鋼材用表面処理剤は、焼酎蒸留廃液を固液分離処理して得た分離廃液である構成とした。
【００１０】
この場合、焼酎蒸留廃液の固液分離処理としては、圧搾処理、遠心分離処理、ろ過処理がある。
圧搾処理（圧力を加えて絞り出す方法）には、回分式、連続式がある。回分式は主に水圧又は油圧で圧搾され、連続式は回転スクリュー又はロールで圧搾される。又、箱型プレス、板型プレス、カゴ型プレスがある。
遠心分離処理（遠心力を利用して分離する方法）は、ロータの回転によって得られる強大な遠心力によって生じる物質の沈降速度、又は浮遊密度の差を利用して行なわれる。
ろ過処理（ろ布、ろ紙、テフロンフィルタ等を用いて分離する方法）は、フィルタの孔径の大きさによって固体分を分離する。
【００１１】
このように、本発明の鋼材用表面処理剤は、焼酎蒸留廃液を固液分離処理して得た分離廃液であって、固形分を除去しているため、これを鋼材の表面に吹き付けや刷毛塗りで塗布して使用する際に、固形分が邪魔になることがなく、塗布作業が容易になる。
又、固形分を除去しているため、鋼材の表面に固形物が付着することがなく、塗布ムラをなくすことができる。
また、固形物を除去しているため、後述するように濃縮処理を行なうに際し、作業性を向上させることができる。
【００１２】
又、本発明（請求項２）の鋼材用表面処理剤は、前記分離廃液が濃縮処理されている構成とした。
【００１３】
この場合、濃縮処理としては、常圧加熱により水分を蒸発させて濃縮させる方法、分離廃液を加熱（例えば、７０℃）した状態で、ロータリエバポレータを用いて減圧濃縮させる方法、膜濃縮法がある。
【００１４】
鋼材用表面処理剤としては、ある程度の流動性（水分量）と、ある程度の粘性が必要である。
即ち、分離廃液に含まれる水分を除去して濃縮することで粘性が向上し、鋼材表面を処理する際に、鋼材用表面処理剤を鋼材表面に塗布するだけで良く、浸漬する必要がなくなる。
粘性が低い場合には、鋼材用表面処理剤を鋼材表面に塗布するだけでは直ぐに流れ落ちてしまい、表面処理剤としての効果が認められ難い。
これに対し、濃縮して粘性を高めることによって、鋼材用表面処理剤を鋼材表面に塗布したとしても鋼材表面に鋼材用表面処理剤が止まり直ぐに流れ落ちないために、浸漬することなく単に塗布したとしても鋼材用表面処理剤の効果を得ることができる。
従って、分離廃液を濃縮して粘性を向上させることによって、鋼材用表面処理剤を用いた鋼材表面処理が容易になり、鋼材表面処理の作業性を向上させることができる。
【００１５】
この濃縮処理による濃縮割合としては、前記した流動性と粘性を踏まえて、焼酎蒸留廃液を固液分離処理して得たままの分離廃液を概ね５分の１程度に濃縮している。
なお、本発明の鋼材用表面処理剤は、必ずしも濃縮させる必要はなく、分離廃液をそのままの濃度で使用し、また、濃縮（上限１０倍濃縮程度）して使用し、又、水で希釈（上限１０００倍稀釈程度）して使用することができる。
【００１６】
又、本発明（請求項３）の鋼材用表面処理剤の製造方法は、焼酎蒸留廃液を固液分離処理して鋼材用表面処理剤としての分離廃液を得る構成とした。
【００１７】
又、本発明（請求項４）の鋼材用表面処理剤の製造方法は、前記分離廃液を濃縮処理させる構成とした。
【００１８】
又、本発明（請求項５）の鋼材表面処理方法は、焼酎蒸留廃液を固液分離処理して得た分離廃液を鋼材用表面処理剤として用いるようにした鋼材表面処理方法であって、鋼材の溶接作業に際し、分離廃液をスパッタ付着防止液として予め鋼材表面に塗布させる構成とした。
【００１９】
又、本発明（請求項６）の鋼材表面処理方法は、焼酎蒸留廃液を固液分離処理して得た分離廃液を鋼材用表面処理剤として用いるようにした鋼材表面処理方法であって、鋼材表面に付着している防錆油を除去させる除油作業に際し、分離廃液を除油液として鋼材表面に塗布させる構成とした。
【００２０】
又、本発明（請求項７）の鋼材表面処理方法は、焼酎蒸留廃液を固液分離処理して得た分離廃液を鋼材用表面処理剤として用いるようにした鋼材表面処理方法であって、鋼材表面に付着している錆びを除去させる除錆作業に際し、分離廃液を除錆液として鋼材表面に塗布させる構成とした。
【００２１】
又、本発明（請求項８）の鋼材表面処理方法は、焼酎蒸留廃液を固液分離処理して得た分離廃液を鋼材用表面処理剤として用いるようにした鋼材表面処理方法であって、鋼材表面に錆が発生すのを防止させるための防錆作業に際し、分離廃液を防錆液として鋼材表面に塗布させる構成とした。
【００２２】
以上のように、本発明の鋼材用表面処理剤は、スパッタ付着防止液、除油液、除錆液、防錆液として使用することができる。
尚、前記鋼材表面処理方法（請求項５〜８）において、分離廃液の鋼材表面に対する塗布方法としては、刷毛やローラー等による塗布、スプレー缶やスプレーガンによる吹き付け塗布や噴霧塗布、どぶ漬け等の浸漬による塗布を含むもので、分離廃液が鋼材表面に膜状に塗られた状態が得られる全ての方法を含む。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の鋼材用表面処理剤（請求項１、２）及びその製造方法（請求項３、４）並びに鋼材表面処理方法（請求項５〜８）によれば、今まで産業廃棄物として取り扱われていた焼酎蒸留廃液の新たな有効活用を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。
本発明を適用した鋼材用表面処理剤の製造方法の一例では、先ず、固液混合状態の焼酎蒸留廃液に固液分離処理を行い、固形物が除去された分離廃液を得る。
これを鋼材用表面処理剤（以下「開発剤」という）として使用した。
ここで、焼酎蒸留廃液としては麦、米、芋、蕎麦等を原料とした焼酎蒸留廃液を用いることができる。
【００２５】
以下、上記のようにして得た開発剤のスパッタ付着防止作用、除油作用、除錆作用、防錆作用のそれぞれについて、試験結果を示しながら説明する。
【００２６】
（スパッタ付着防止作用）
アーク溶接を行う際に溶接部近傍にスパッタが付着し、そのスパッタの除去に手間がかかるという問題がある。
そこで、溶接部近傍における鋼材表面に、前記開発剤をスパッタ付着防止液として予めスプレーによる吹き付けで塗布させて、スパッタ付着防止作用を調べた。
【００２７】
試験１
鋼材（ＳＳ４００：２００ｍｍ×７５ｍｍ×６ｍｍ）の試験片Ａ、試験片Ｂ、試験片Ｃ、試験片Ｄ、試験片Ｅ、試験片Ｆ、試験片Ｇ、試験片Ｈ、試験片Ｉ、試験片Ｊを得た。
【００２８】
試験片Ａには、既存のスパッタ付着防止液（商標：スパッタ付着防止剤ＫＴ１：コンドーテック社製）を塗布したのち乾燥させ、４８時間経過後にアーク溶接で隅肉溶接を行なった。
試験片Ｂは、対照試験として無処理のままアーク溶接で隅肉溶接を行なった。
試験片Ｃ〜Ｊには、それぞれ以下の開発剤を塗布したのち乾燥させ、４８時間経過後にアーク溶接で隅肉溶接を行なった。
試験片Ｃには、芋を原料とした開発剤を塗布した。
試験片Ｄには、芋を原料とし、１／５に濃縮した開発剤を塗布した。
試験片Ｅには、米を原料とした開発剤を塗布した。
試験片Ｆには、米を原料とし、１／５に濃縮した開発剤を塗布した。
試験片Ｇには、麦を原料とした開発剤を塗布した。
試験片Ｈには、麦を原料とし、１／５に濃縮した開発剤を塗布した。
試験片Ｉには、蕎麦を原料とした開発剤を塗布した。
試験片Ｊには、蕎麦を原料とし、１／５に濃縮した開発剤を塗布した。
【００２９】
溶接後の各試験片Ａ〜Ｊに付着したスパッタの数を測定し、その結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
2005336604.tif 000002
【００３１】
表１で示すように、開発剤を塗布すると、スパッタの付着がなく、開発剤にスパッタ付着防止作用があることが判る。
【００３２】
（除油作用）
一般に、鉄鋼を主とした金属材料の大気による錆の発生を一時的に防止するために、錆び止め油（腐食抑制剤等も含む）等が用いられるが、鋼材を加工する場合（例えば、鋼材に塗装を行う場合）には、この錆び止め油等を除去する必要がある。
そこで、鋼材表面に前記開発剤を除油液として用い、錆び止め油の除油作用を調べた。
【００３３】
試験２
鋼材を切断（５０ｍｍ×２０ｍｍ×１．２ｍｍ）し、試験片Ａ１及びＡ２、試験片Ｂ１及びＢ２、試験片Ｃ１及びＣ２、試験片Ｄを得た。
【００３４】
この場合、試験片としては、鋼材を有機溶剤（アセトン）に入れ、超音波洗浄したのち乾燥させ、各試験片自体の試験片重量（イ）を測定した。
このようにして洗浄した各試験片に市販の浸透防錆剤（商標：スーパーオイルスプレーＰＲＯ：株式会社エーゼット）を塗布し、塗布後試験片重量（ロ）を測定した。
そして、塗布後試験片重量（ロ）から試験片重量（イ）を減算（ロ）−（イ）することで、浸透防錆剤の塗布量（ハ）を測定した。
次に、以下の開発剤を染み込ませたガーゼによって前記各試験片に塗布した浸透防錆剤を拭き取り、水洗浄したのち布拭きして乾燥させ、拭取後試験片重量（ニ）を測定した。
そして、この拭取後試験片重量（ニ）から試験片重量（イ）を減算（ニ）−（イ）することで、拭取後の塗布残量（ホ）を算出した。その結果を表２に示す。
【００３５】
試験片Ａ１は麦を原料とした開発剤で浸透防錆剤を拭き取った。
試験片Ａ２は麦を原料とし、１／５に濃縮した開発剤で浸透防錆剤を拭き取った。
試験片Ｂ１は米を原料とした開発剤で浸透防錆剤を拭き取った。
試験片Ｂ２は米を原料とし、１／５に濃縮した開発剤で浸透防錆剤を拭き取った。
試験片Ｃ１は芋を原料とした開発剤で浸透防錆剤を拭き取った。
試験片Ｃ２は芋を原料とし、１／５に濃縮した開発剤で浸透防錆剤を拭き取った。
試験片Ｄは、溶剤系洗浄剤（ペイントうすめ液）で浸透防錆剤を拭き取った。
【００３６】
【表２】
2005336604.tif 000003
【００３７】
表２から、開発剤で除油処理を行った試験片Ａ１及びＡ２、試験片Ｂ１及びＢ２、試験片Ｃ１及びＣ２は、従来の溶剤系洗浄剤を用いて除油処理を行った試験片Ｄと同様の除去作用を有していることが判る。即ち、拭取後試験片重量（ニ）が試験片重量（イ）と同一（ニ）＝（イ）であり、塗布残量０、除去率１００％の除油作用が認められた。
このように、開発剤を除油液として用いると、従来使用されているペイント薄め液と同等の優れた除油効果を発揮することが判る。
【００３８】
（除錆作用）
鋼材の錆の除去には、塩酸、硫酸などの無機酸の水溶液或いはクエン酸等の有機酸水溶液が用いられたり、鋼材表面よりも硬い固体粒子を噴きつけて鉄錆を除去する方法や金属性ブラシを用いて錆を落とす方法が用いられたりしている。
以下、開発剤を除錆液として用いた錆の除去作用について調べた。その結果を図１、図２、図３に示す。
【００３９】
試験３
先ず、表面に錆が発生した鋼材を切断（ＳＳ４００：７５ｍｍ×１２０ｍｍ×６ｍｍ）し、試験片Ａ、Ｂ、Ｃを得た。
【００４０】
試験片Ａは、ショットブラスト処理を施した後に、Ｘ線回折装置により試験片表面の状態を測定した。
この時の測定結果を図１（ａ）に示す。なお、図１（ｂ）はＦｅ２Ｏ３（赤さび）の回折ピークを示し、図１（ｃ）はＦｅＦｅ２Ｏ４（Ｆｅ３Ｏ４：黒さび）の回折ピークを示し、図１（ｄ）はＦｅ（母材）の回折ピークを示している。
【００４１】
試験片Ｂは、開発剤を塗布し、水で洗浄を行った後に、Ｘ線回折装置により試験片表面の状態を測定した。この時の測定結果を図２（ａ）に示す。なお、図２（ｂ）はＦｅ２Ｏ３（赤さび）の回折ピークを示し、図２（ｃ）はＦｅＦｅ２Ｏ４（Ｆｅ３Ｏ４：黒さび）の回折ピークを示し、図２（ｄ）はＦｅ（母材）の回折ピークを示している。
【００４２】
試験片Ｃは、対照試験として無処理のままＸ線回折装置により試験片表面の状態を測定した。この時の測定結果を図３（ａ）に示す。なお、図３（ｂ）はＦｅ２Ｏ３（赤さび）の回折ピークを示し、図３（ｃ）はＦｅＦｅ２Ｏ４（Ｆｅ３Ｏ４：黒さび）の回折ピークを示し、図３（ｄ）はＦｅ（母材）の回折ピークを示している。
【００４３】
図１（ａ）には、図１（ｄ）のＦｅの回折ピークが現れていることから、ショットブラスト処理を施すことによって、鋼材表面の錆が除去されていることが分かった。但し、ショットブラストは設備コスト及びランニングコストが高く、防塵装置も必要になると共に、ショットブラスト処理を施すことによって生じる廃棄物の処理が困難である。
【００４４】
図２（ａ）にも、図２（ｄ）のＦｅの回折ピークが現れていることから、開発剤で鋼材の表面処理を行うことによって、鋼材表面の錆が除去されていることが分かる。なお、開発剤による鋼材の表面処理の場合には、上記したショットブラスト処理の場合の問題は無い。
【００４５】
図３（ａ）には、図３（ｂ）のＦｅ２Ｏ３の回折ピーク及び図３（ｃ）のＦｅＦｅ２Ｏ４の回折ピークが現れていることから、無処理のままで鋼材表面の錆は除去されていないことが分かる。
【００４６】
（防錆作用）
鉄鋼を主とした金属材料の錆発生を防止するため、鋼材表面に前記開発剤を防錆液として浸漬により塗布させて、錆びの発生を抑制させる防錆作用を調べた。
【００４７】
試験４
鋼材（ＳＳ４００：３０ｍｍ×５０ｍｍ×１．２ｍｍ）の試験片Ａ、試験片Ｂ、試験片Ｃ、試験片Ｄ、試験片Ｅを得た。
【００４８】
試験片Ａには、無防錆処理のまま３．５％塩水を噴霧した。
試験片Ｂ〜Ｅは、麦を原料とし、１／５に濃縮した開発剤の中に浸漬したのち引き上げ、乾燥させた後３．５％塩水を噴霧した。
なお、試験片Ｂ〜Ｅの浸漬時間は、試験片Ｂは１２時間、試験Ｃは２４時間、試験Ｄは３６時間、試験片Ｅは４８時間とした。
【００４９】
各試験片Ａ〜Ｅについて、それぞれ３．５％塩水の噴霧後の錆び発生量を測定し、その結果を表３に示す。
【００５０】
【表３】
2005336604.tif 000004
【００５１】
以上のように、無防錆処理の試験片Ａに対し、開発剤の中に浸漬させて防錆処理した試験片Ｂ〜Ｅは、何れも錆びの発生量を半減させることができた。なお浸漬時間の短長による防錆作用の差違はほとんど認められない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】除錆作用を説明するための試験３における試験片Ａの測定結果を示す図である。
【図２】除錆作用を説明するための試験３における試験片Ｂの測定結果を示す図である。
【図３】除錆作用を説明するための試験３における試験片Ｃの測定結果を示す図である。
【図１】
2005336604.tif 000005
【図２】
2005336604.tif 000006
【図３】
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